毀傷評估信息時效性對遠(yuǎn)程精確打擊效能的影響

劉高強(qiáng),于小紅,趙征宇

(裝備學(xué)院　a.研究生管理大隊(duì)； b.航天指揮系，北京　101416)

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毀傷評估信息時效性對遠(yuǎn)程精確打擊效能的影響

劉高強(qiáng)a,于小紅b,趙征宇a

(裝備學(xué)院a.研究生管理大隊(duì)； b.航天指揮系，北京101416)

摘要：針對航母特點(diǎn)，提出了根據(jù)空間信息支援力量提供的毀傷評估信息進(jìn)行彈藥優(yōu)化配置的打擊方法，建立了數(shù)學(xué)模型，通過實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，表明了評估信息時效性對提升遠(yuǎn)程精確打擊效能的重要影響。

關(guān)鍵詞：毀傷效果評估；遠(yuǎn)程精確打擊；評估信息時效性

Citation format:LIU Gao-qiang, YU Xiao-hong, ZHAO Zheng-yu.Influence of Damage Assessment Information Timeliness on Remote Precision Performance[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(2):74-77.

航空母艦已成為強(qiáng)國海外奪取制空權(quán)、制海權(quán)、制信息權(quán)的重要作戰(zhàn)平臺，反航母作戰(zhàn)將是未來戰(zhàn)爭中的重要作戰(zhàn)行動。根據(jù)航母的活動特點(diǎn)和防護(hù)措施，遠(yuǎn)程精確打擊方式是反航母的一種較好選擇[1]。但航母自身體積巨大，功能結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在遠(yuǎn)程精確打擊可用平臺有限的情況下，很難實(shí)現(xiàn)一個波次打擊就使其完全喪失戰(zhàn)斗力，需要多個波次的彈藥投送。如何準(zhǔn)確確定下一個波次的彈藥類型和數(shù)量，取決于毀傷效果評估信息的時效性和準(zhǔn)確性。其中，毀傷效果評估時間信息的時效性對遠(yuǎn)程精確打擊航母毀傷效能的影響重大，是反航母作戰(zhàn)必須要研究的一個重要問題。

目前，根據(jù)空間信息支援力量提供的毀傷信息優(yōu)化打擊彈藥配置，研究毀傷評估時效性對打擊效能影響的文獻(xiàn)較少。文獻(xiàn)[2]針對反艦彈道導(dǎo)彈面臨的挑戰(zhàn)，提出了利用無人機(jī)與反艦彈道導(dǎo)彈協(xié)同作戰(zhàn)的設(shè)想，但該文獻(xiàn)未提出根據(jù)毀傷評估信息優(yōu)化打擊彈藥配置，也未對彈藥類型加以區(qū)分。文獻(xiàn)[3]從水面艦艇的戰(zhàn)斗力構(gòu)成要素入手，構(gòu)建航母各分系統(tǒng)毀傷效果評估指標(biāo)，運(yùn)用系統(tǒng)學(xué)原理對指標(biāo)進(jìn)行了量化分析，建立了毀傷效果評估指標(biāo)體系，但該文獻(xiàn)未對目標(biāo)毀傷評估信息的運(yùn)用及影響進(jìn)行深入分析。文獻(xiàn)[4]對航母的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了區(qū)分，通過基于降階態(tài)易損性分析方法對部件易損性和降階態(tài)進(jìn)行評估，進(jìn)而得出導(dǎo)彈打擊航母某功能結(jié)構(gòu)的影響，但該文獻(xiàn)只是建立了毀傷模型，未提出彈藥優(yōu)化配置建議，也未對評估信息時效性對打擊效能影響進(jìn)行分析。

本研究在分析遠(yuǎn)程精確打擊航母毀傷效果評估任務(wù)的基礎(chǔ)上，建立遠(yuǎn)程精確打擊航母毀傷評估信息時效性與打擊效能的關(guān)系模型，利用實(shí)例研究評估信息時效性對遠(yuǎn)程精確打擊航母毀傷效能的影響程度。

1遠(yuǎn)程精確打擊航母毀傷效果評估的任務(wù)

美軍參聯(lián)會在《目標(biāo)選擇與打擊聯(lián)合條令》中指出，打擊毀傷效果評估包括3個相互關(guān)聯(lián)的部分：作戰(zhàn)損傷評估、彈藥效力評估、未來目標(biāo)選擇和重復(fù)打擊建議[5]。在這里作戰(zhàn)損傷評估就是指確定航母各個主要功能結(jié)構(gòu)在上一波次打擊后毀傷程度，彈藥效力評估就是指某型遠(yuǎn)程精確打擊彈藥對航母某個主要功能機(jī)構(gòu)毀傷能力，未來目標(biāo)選擇和重復(fù)打擊建議就是選擇航母易毀功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行打擊，建議打擊波次。在完成對航母首輪遠(yuǎn)程精確打擊后，毀傷效果評估的任務(wù)就是及時利用各種偵察力量提供的毀傷評估信息，判斷航母各主要功能結(jié)構(gòu)的毀傷程度是否達(dá)成預(yù)期目的，及時向指揮機(jī)構(gòu)提供航母毀傷評估信息，為指揮人員制定下步作戰(zhàn)計(jì)劃提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)打擊效果評估信息無縫嵌入遠(yuǎn)程精確打擊體系，提升打擊效能。

2效果評估時效性與打擊效能關(guān)系建模

對目標(biāo)打擊效果評估信息獲取手段主要有遙感衛(wèi)星空間偵察、無人機(jī)航空偵察、特戰(zhàn)人員實(shí)地偵察等，由于航母活動區(qū)域特點(diǎn)和嚴(yán)密的防衛(wèi)措施，遙感衛(wèi)星空間偵察是最有效可行的方法?？s短打擊效果評估時間可增加有效打擊時間和波次，打擊效果評估時間主要包括評估信息獲取時間、評估信息處理時間和評估信息傳輸時間，后兩項(xiàng)時間可認(rèn)為是固定的，評估信息獲取時間與衛(wèi)星數(shù)量、星座設(shè)計(jì)、軌道高度等因素有關(guān)，是影響評估時間的關(guān)鍵。

2.1指標(biāo)集建立

航空母艦由諸多功能結(jié)構(gòu)組成，設(shè)其主要功能結(jié)構(gòu)域?yàn)锳={a1,a2,…,aτ,…,an}，其中，aτ為航母某個主要功能結(jié)構(gòu)。

航母毀傷效果圖像等信息傳輸至指揮機(jī)構(gòu)，設(shè)航母結(jié)構(gòu)毀傷域?yàn)閃={w1,w2,…,wτ,…,wn}，其中，wτ(0≤wτ≤100%)為aτ功能機(jī)構(gòu)相對于功能完好時戰(zhàn)斗力喪失百分比。

在航母受損后，以船員為核心的基層級自主維修保障將立即展開對受損功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行搶修[6]，假設(shè)其單位時間內(nèi)對航母維修能力系數(shù)域?yàn)棣?{β1,β2,…,βτ,…,βn}，其中，βτ(0≤βτ≤100%)為航母的某個毀傷主要功能結(jié)構(gòu)在單位時間能力恢復(fù)百分比。

2.2模型建立

經(jīng)過上個波次的遠(yuǎn)程精確打擊后，在下波次彈藥擊中航母前，航母結(jié)構(gòu)毀傷向量域?yàn)?/p>

當(dāng)航母的某個主要功能結(jié)構(gòu)達(dá)到摧毀的毀傷程度時，航母的整體戰(zhàn)斗力喪失，因此可根據(jù)空間信息支援力量提供的航母毀傷評估信息，計(jì)算出打擊航母毀傷效果最佳匹配類型導(dǎo)彈，在后續(xù)一個或多個波次發(fā)射相同類型導(dǎo)彈，使航母某一主要功能到達(dá)的毀傷程度[7](如表1所示)。

表1　目標(biāo)毀傷評價標(biāo)度

(1)

圖1　航母毀傷情況與時間關(guān)系

由圖1可知，根據(jù)空間信息支援力量提供的毀傷評估信息，使用最大發(fā)射能力與易毀功能結(jié)構(gòu)相匹配的彈藥進(jìn)行第二波次打擊。

當(dāng)Δt1+Δt2≤t0時，灰色區(qū)域可實(shí)現(xiàn)對航母某個功能結(jié)構(gòu)摧毀程度打擊。

(2)

因?qū)侥笇?shí)施遠(yuǎn)程精確打擊總時間為T，根據(jù)式(1)和式(2)可得

(3)

3實(shí)例分析

以對單艘航母實(shí)施遠(yuǎn)程精確打擊為例，假設(shè)航母主要功能結(jié)構(gòu)為4類，即A={a1,a2,a3,a4}，其功能結(jié)構(gòu)描述如表2所示。

表2　航母主要功能結(jié)構(gòu)描述

假設(shè)通過空間信息支援力量獲得航母結(jié)構(gòu)毀傷域?yàn)椋篧={w1,w2,w3,w4}={3%,2%,4%,6.5%}，

可計(jì)算出各型單顆彈藥對航母的毀傷域?yàn)?/p>

可計(jì)算出一個波次同時使用最大量同種彈藥可使對應(yīng)功能結(jié)構(gòu)毀傷域?yàn)?/p>

設(shè)基層級自我修復(fù)能力系數(shù)域?yàn)棣?{β1,β2,β3,β4}={0.5%,0.4%,0.5%,0.8%}，

設(shè)能夠?qū)嵤┻h(yuǎn)程精確打擊總時間T=6 h，兩個打擊波次間的平均時間Δt1=1 h，

在不運(yùn)用效果評估信息的情況下，分別最大量使用4種彈藥，毀傷程度與時間關(guān)系如表3所示。

表3　全部使用某型彈藥毀傷程度與時間關(guān)系

根據(jù)表3，4個主要功能結(jié)構(gòu)中的a3、a4兩個主要功能結(jié)構(gòu)達(dá)到摧毀的損傷程度，完成打擊任務(wù)成功概率為50%，其中對a4打擊存在彈藥量使用浪費(fèi)情況。

不考慮毀傷評估，連續(xù)對航母實(shí)施遠(yuǎn)程精確打擊，每次使用各種彈藥量均為4枚，6個波次打擊后對應(yīng)的主要功能結(jié)構(gòu)毀傷效果、用彈量如表4所示。

表4　每個打擊波次各型彈藥等量發(fā)射

根據(jù)表4，不使用毀傷效果評估數(shù)據(jù)，在最大量使用精確打擊彈藥的情況下，總用彈量為120枚，航母各主要功能結(jié)構(gòu)均未達(dá)到摧毀程度。

根據(jù)空間信息支援力量提供的第一波次打擊毀傷評估信息，運(yùn)用式(1)計(jì)算可知，遠(yuǎn)程精確打擊要通過多個波次打擊才可以將某重要功能結(jié)構(gòu)毀傷到摧毀級:

根據(jù)式(3)有

計(jì)算可知只能選取對航母a4進(jìn)行打擊可達(dá)到摧毀程度，評估時間、毀傷效果、作戰(zhàn)時間關(guān)系如圖2所示。

由圖2可知，當(dāng)提供的毀傷評估信息時間Δt2≤2時，通過4個波次的打擊(第1個波次運(yùn)用多類型彈藥打擊和后續(xù)3個波次運(yùn)用匹配彈藥對易損功能結(jié)構(gòu)的打擊)可滿足使航母達(dá)到摧毀的毀傷程度，總用彈量為80。且當(dāng)Δt2≤1時，可實(shí)現(xiàn)對易損功能結(jié)構(gòu)超毀傷程度打擊，即在航母a4達(dá)到摧毀的毀傷程度后進(jìn)行多一個波次的打擊。

當(dāng)提供的毀傷評估信息時間Δt2>2時遠(yuǎn)程精確打擊將不能實(shí)現(xiàn)使航母a4達(dá)到摧毀的毀傷程度。

通過空間信息支援力量及時獲取目標(biāo)毀傷信息，提高評估信息時效性，可增加有效打擊波次，提升打擊效能，節(jié)約彈藥。根據(jù)作戰(zhàn)需求，可提前通過衛(wèi)星變軌或應(yīng)急發(fā)射部署微小衛(wèi)星等方法增加對航母的偵察頻率，以此提高獲取目標(biāo)毀傷信息的時效性。

圖2　評估時間、毀傷效果、作戰(zhàn)時間關(guān)系

4結(jié)束語

利用空間信息支援力量準(zhǔn)確評估航母各主要功能結(jié)構(gòu)毀傷程度，對指揮員制定后續(xù)作戰(zhàn)計(jì)劃，正確選擇易毀功能結(jié)構(gòu)，優(yōu)化彈藥配置，完成作戰(zhàn)任務(wù)具有重要意義。本研究通過針對遠(yuǎn)程精確打擊航母的過程特點(diǎn)，建立了評估時間與打擊毀傷效果的模型，通過實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，證明提高評估信息的時效性可提升打擊效果，并節(jié)省彈藥量，增加打擊效費(fèi)比。

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(責(zé)任編輯唐定國)

Influence of Damage Assessment Information Timeliness on Remote Precision Performance

LIU Gao-qianga, YU Xiao-hongb, ZHAO Zheng-yua

(a.Graduate Management Team; b.Space Command Department, Academy of Eqiupment, Beijing 101416, China)

Abstract:According to the characteristics of the aircraft carrier, a method for optimizing the ammunition allocation was put forward, which was based on the damage assessment information provided by the space information support power. Then, a mathematical model was established. At last, though example validation, the important influence of assessment information timeliness on improving remote precision strike was illustrated.

Key words:damage effect assessment; remote precision strike; assessment information timeliness

文章編號：1006-0707(2016)02-0074-04

中圖分類號：E844；TJ8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi:10.11809/scbgxb2016.02.019

作者簡介：劉高強(qiáng)(1984—)，男，碩士，助理工程師，主要從事武器運(yùn)用研究。

收稿日期：2015-07-20；修回日期：2015-08-21

本文引用格式：劉高強(qiáng),于小紅,趙征宇.毀傷評估信息時效性對遠(yuǎn)程精確打擊效能的影響[J].兵器裝備工程學(xué)報，2016(2):74-77.

【后勤保障與裝備管理】